KR101792907B1 - Power Allocation and Parameter Selection Method for MIMO OFDM Block AMC and System thereof - Google Patents

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Abstract

MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템이 제시된다. MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법은 송신단으로부터 무선 통신으로 수신된 데이터를 통해 수신단에서 채널 상태를 추정하는 단계; 상기 수신단에서 상기 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 상기 무선 통신을 이용하여 상기 송신단으로 전달하는 단계; 상기 송신단에서 상기 채널 정보를 이용하여 CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계; 상기 송신단에서 상기 파라미터들을 이용하여 다음 전송 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 송신단에서 상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신하는 단계를 포함한다. A method and system for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM based block AMC environment are presented. In a MIMO-OFDM based block AMC environment, a transmission power allocation and a parameter determination method include estimating a channel state at a receiver through data received from a transmitter through wireless communication; Transmitting the channel information obtained by estimating the channel state at the receiving end to the transmitting end via the wireless communication through feedback; Determining parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment using the channel information at the transmitter; Generating the next transmission data using the parameters at the transmitting end; And transmitting the data from the transmitting end to the receiving end using the wireless communication.

Description

MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템{Power Allocation and Parameter Selection Method for MIMO OFDM Block AMC and System thereof}[0001] The present invention relates to a method and system for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM based block AMC environment,

아래의 실시예들은 MIMO-OFDM 기반 블록(Block) AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 무선 통신 환경에서 데이터 처리율(throughput) 최대화를 위한 전송 전력 분배 및 전송 파라미터 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
The following embodiments relate to a method and system for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM based Block AMC environment. And more particularly, to a method and system for determining transmission power allocation and transmission parameters for maximizing data throughput in a wireless communication environment.

MIMO나 OFDM 등과 같은 혁신적인 기술들의 출현으로 무선 통신 기술의 급격한 발전을 초래하였다. The emergence of innovative technologies such as MIMO and OFDM have led to the rapid development of wireless communication technology.

802.11n, 802.11ac, LTE, LTE-A 등의 최신 통신 기술들은 MIMO BIC-OFDM 시스템을 기반하고 있으며, 동시에 여러 개의 신호를 전송할 수 있다는 특징이 있어 해당 기술들에 대한 링크 적응(link adaptation)의 구조와 복잡도가 늘어난다. 지속적으로 개발되는 무선 통신 기술과 환경에 맞춰 적합하고 효율적인 링크 적응(link adaptation)을 수행하는 알고리즘에 대한 연구가 요구된다. The latest communication technologies such as 802.11n, 802.11ac, LTE and LTE-A are based on the MIMO BIC-OFDM system and can transmit multiple signals at the same time. Therefore, link adaptation The structure and complexity are increased. Research is needed on algorithms that perform adaptive and efficient link adaptation in accordance with continuously developed wireless communication technologies and environments.

기존에는 CSIR(Channel State Information at the Receiver) 환경 Block AMC(Adaptive Modulation and Coding)에 집중되어, 송신기(transmitter)에게는 간략한 정보만 전달한다. 일례로, 전송 파라미터가 있다. 또한, 공간 도메인(spatial domain)에서의 동적 전력 분배(dynamic power allocation)이 불가능하므로, 동적 전력 분배를 가능하게 하기 위해서는 특이값 분해(Singular Value Decomposition; SVD)가 필요하다.
Conventionally, the channel state information at the receiver (CSIR) is concentrated on the block AMC (Adaptive Modulation and Coding), and only a brief information is transmitted to the transmitter. For example, there is a transmission parameter. In addition, since dynamic power allocation in a spatial domain is not possible, Singular Value Decomposition (SVD) is required to enable dynamic power distribution.

실시예들은 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 무선 통신 환경에서 데이터 처리율(throughput) 최대화 할 수 있는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템에 관한 기술을 제공한다. Embodiments describe transmission power allocation and parameter determination methods and systems in a MIMO-OFDM based block AMC environment, and more particularly, to a method and system for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM based block AMC environment. More particularly, Power distribution and parameter determination methods and systems.

실시예들은 Block AMC 환경에서 효율적인 전력 분배 기법 및 MCS(Modulation and Coding Scheme) 선택 알고리즘을 이용하여, Block AMC 환경에 적합한 전송 전력 분배 기법으로 TCI을 사용하고, PER 제한이 반영된 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)의 문턱값(threshold)을 TCI 기법 내 문턱값(threshold)으로 설정하여 종합적인 계산을 통해 최적의 MCS 선택함으로써, 효율적인 전력 분배가 가능하며 유효처리율(goodput)과 PER 측면에서 성능이 향상된 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
Embodiments use TCI as a transmission power allocation technique suitable for a block AMC environment and use a signal-to-noise ratio (SNR) that reflects the PER limit using an efficient power allocation scheme and an MCS (Modulation and Coding Scheme) selection algorithm in a block AMC environment. (SNR) threshold is set as a threshold in the TCI technique, and an optimal MCS is selected through a comprehensive calculation. Thus, efficient power distribution is possible, and performance in terms of effective throughput and PER And to provide a method and system for determining transmission power allocation and parameters in an improved MIMO-OFDM based block AMC environment.

일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법은 송신단으로부터 무선 통신으로 수신된 데이터를 통해 수신단에서 채널 상태를 추정하는 단계; 상기 수신단에서 상기 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 상기 무선 통신을 이용하여 상기 송신단으로 전달하는 단계; 상기 송신단에서 상기 채널 정보를 이용하여 CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계; 상기 송신단에서 상기 파라미터들을 이용하여 다음 전송 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 송신단에서 상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신하는 단계를 포함한다. In a MIMO-OFDM-based block AMC environment according to an exemplary embodiment, a transmission power allocation and a parameter determination method include estimating a channel state at a receiver through data received from a transmitter through wireless communication; Transmitting the channel information obtained by estimating the channel state at the receiving end to the transmitting end via the wireless communication through feedback; Determining parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment using the channel information at the transmitter; Generating the next transmission data using the parameters at the transmitting end; And transmitting the data from the transmitting end to the receiving end using the wireless communication.

여기서, 상기 송신단 및 상기 수신단은, 상기 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송할 수 있다. Here, the transmitting end and the receiving end can transmit data in units of packets when the data is transmitted.

상기 송신단 및 상기 수신단은, 다중 안테나 구조이며, 상기 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행할 수 있다. The transmitting end and the receiving end are multi-antenna structures and can perform spatial multiplexing to increase a data rate through spatial streams using the multi-antenna structure.

상기 알고리즘은, SNR 문턱값(threshold)을 사용하여 높은 유효한 SNR(effective SNR)를 가지는 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여, PER 제한이 반영된 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행할 수 있다. The algorithm is based on MCS selection and power allocation (TDM) that provides a data throughput that reflects the PER limit using Truncated Channel Inversion (TCI) with a high effective SNR (effective SNR) using an SNR threshold power allocation can be performed.

상기 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계는, 상기 송신단에서 SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출하는 단계; 및 상기 SVD를 통해 상기 송신단에서 각 상기 스트림(stream)마다 동적(dynamic)인 전송 전력을 분배하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining parameters through the algorithm may include detecting independent streams in the MIMO channel through Singular Value Decomposition (SVD) at the transmitting end; And distributing the dynamic transmission power for each of the streams at the transmitting end through the SVD.

상기 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계는, 상기 송신단에서 상기 채널 정보에 따라 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)으로 지정하여, 결정된 상기 파라미터들로 사용할 수 있다. The determining of the parameters through the algorithm may include determining a combination of a modulation level and a coding rate as a Modulation and Coding Scheme (MCS) according to the channel information at the transmitter, And can be used as the above parameters.

상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신하는 단계는, 주어진 주파수 대역을 독립적인 복수 개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송하고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용할 수 있다. The step of transmitting the data to the receiver using the wireless communication includes dividing a given frequency band into a plurality of independent subcarriers, transmitting a plurality of signals simultaneously, performing channel coding and interleaving, Can be applied in units of bits.

다른 실시예에 따른 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템은 채널 정보를 전달 받아, CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하고, 결정된 상기 파라미터들을 이용하여 다음 전송 데이터를 생성하는 송신단; 및 수신된 데이터를 통해 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 무선 통신을 이용하여 상기 송신단으로 전달하는 수신단을 포함하고, 상기 송신단은 상기 수신단으로부터 상기 채널 정보를 전달 받으며, 생성된 상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신한다. In a MIMO-OFDM-based block AMC environment according to another embodiment, a transmission power allocation and parameter determination system receives channel information, determines parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment, A transmission terminal for generating next transmission data using the transmission data; And a receiver for transmitting channel information obtained by estimating the channel state through the received data to the transmitter using feedback via wireless communication, wherein the transmitter receives the channel information from the receiver, To the receiving end using the wireless communication.

여기서, 상기 송신단 및 상기 수신단은, 상기 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송할 수 있다. Here, the transmitting end and the receiving end can transmit data in units of packets when the data is transmitted.

상기 송신단 및 상기 수신단은, 다중 안테나 구조이며, 상기 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행할 수 있다. The transmitting end and the receiving end are multi-antenna structures and can perform spatial multiplexing to increase a data rate through spatial streams using the multi-antenna structure.

상기 알고리즘은, SNR 문턱값(threshold)을 사용하여 높은 유효한 SNR(effective SNR)를 가지는 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여, PER 제한이 반영된 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행할 수 있다. The algorithm is based on MCS selection and power allocation (TDM) that provides a data throughput that reflects the PER limit using Truncated Channel Inversion (TCI) with a high effective SNR (effective SNR) using an SNR threshold power allocation can be performed.

상기 송신단은, SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출하는 스트림 검출부; 및 각 상기 스트림(stream)마다 동적(dynamic)인 전송 전력을 분배하는 전송 전력 분배부를 포함할 수 있다. The transmitting end includes a stream detecting unit for detecting independent streams in a MIMO channel through SVD (Singular Value Decomposition); And a transmission power distributing unit for distributing dynamic transmission power for each of the streams.

상기 송신단은, 상기 채널 정보에 따라 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)으로 지정하여, 결정된 상기 파라미터들로 사용할 수 있다. The transmitter may designate a combination of a modulation level and a coding rate as a modulation and coding scheme (MCS) according to the channel information, and use the parameter as the determined parameters.

상기 송신단은, 주어진 주파수 대역을 독립적인 복수 개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송하고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용할 수 있다.
The transmitting terminal may divide a given frequency band into a plurality of independent subcarriers, transmit a plurality of signals simultaneously, and apply channel coding and interleaving in units of bits.

실시예들에 따르면 무선 통신 환경에서 데이터 처리율(throughput) 최대화 할 수 있는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템에 관한 기술을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention can provide a method and system for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM-based block AMC environment capable of maximizing data throughput in a wireless communication environment.

실시예들에 따르면 Block AMC 환경에서 효율적인 전력 분배 기법 및 MCS 선택 알고리즘을 이용하여, Block AMC 환경에 적합한 전송 전력 분배 기법으로 TCI을 사용하고, PER 제한이 반영된 SNR 문턱값(threshold)을 TCI 기법 내 문턱값(threshold)으로 설정하여 종합적인 계산을 통해 최적의 MCS 선택함으로써, 효율적인 전력 분배가 가능하며 유효처리율(goodput)과 PER 측면에서 성능이 향상된 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
According to embodiments, TCI is used as a transmission power allocation scheme suitable for a block AMC environment using an efficient power allocation scheme and an MCS selection algorithm in a block AMC environment, and a SNR threshold value reflecting the PER limit is used in a TCI scheme In the MIMO-OFDM-based block AMC environment where efficient power distribution is possible and performance is improved in terms of goodput and PER by selecting the optimal MCS by a comprehensive calculation by setting the threshold value, transmission power distribution and parameters A determination method and a system can be provided.

도 1은 일 실시예에 따른 송수신단 간 데이터 전송 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 CSIT 환경 MIMO BIC-OFDM 시스템 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 유효한 SNR(effective SNR)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전력 분배 기법들에 대한 PER을 나타내는 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 AWGN 채널에서의 BIC-OFDM PER을 나타내는 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 링크 적응(link adaptation) 알고리즘의 PER을 나타내는 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 링크 적응(link adaptation) 알고리즘의 유효처리율(goodput)을 나타내는 그래프이다.
1 is a diagram illustrating a process of transmitting and receiving data between a transmitting and a receiving end according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a CSIT environment MIMO BIC-OFDM system structure according to an embodiment.
3 is a graph showing the effective SNR according to an embodiment.
4 is a graph illustrating PER for power distribution schemes in accordance with one embodiment.
5 is a graph illustrating BIC-OFDM PER in an AWGN channel according to an embodiment.
6 is a graph illustrating PER of a link adaptation algorithm according to an embodiment.
7 is a graph illustrating the effectiveput of a link adaptation algorithm according to one embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

실시예들은 Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) Bit-Interleaved Coded(BIC) Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 기반 무선 통신 환경에서 데이터 처리율(throughput) 최대화를 위한 전송 전력 분배 및 전송 파라미터 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다. Embodiments are directed to a method and system for determining transmission power allocation and transmission parameters for maximizing data throughput in a wireless communication environment based on a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Bit-Interleaved Coded (BIC) Orthogonal Frequency Division Multiplexing .

송, 수신단 모두가 채널 정보를 알고 있는 Full Channel State Information at the Transmitter(CSIT) 환경에서의 Block AMC(Adaptive Modulation and Coding)을 새롭게 고려할 수 있다. 이러한 새로운 전송 환경에서의 Block AMC는 특이값 분해(SVD)가 가능하여, 스트림(stream)별 전송 전력 조절을 통한 성능 향상 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라 Full CSIT Block AMC을 수행하는 시스템 환경에 적합한 전송 전력 분배 및 전송 파라미터 선택 알고리즘을 제공할 수 있다. It is possible to newly consider Block AMC (Adaptive Modulation and Coding) in the Full Channel State Information at the Transmitter (CSIT) environment in which both the transmitter and the receiver know the channel information. Block AMC in this new transmission environment can perform singular value decomposition (SVD) and gain performance improvement by adjusting transmission power per stream. Accordingly, it is possible to provide a transmission power allocation and transmission parameter selection algorithm suitable for a system environment that performs Full CSIT Block AMC.

이러한 전송 전력 분배 및 전송 파라미터 선택 알고리즘에 대해 아래에서 구체적으로 설명하기로 한다.
This transmission power allocation and transmission parameter selection algorithm will be described in detail below.

링크 적응(link adaptation)은 랜덤하게 변하는 무선 채널 환경에 효과적으로 대응하도록 전송 파라미터들을 선택하여 통신 성능을 최대화하는 기술이다. 채널 모델이나 간섭 존재 여부 등에 따라 다양한 채널 환경이 존재한다. 전송 파라미터로는 변조 레벨(modulation level), 코딩율(coding rate), 송신 전력(transmit power) 등을 고려할 수 있고, 통신 성능으로는 데이터 처리율(throughput), 전력 효율(power efficiency), 서비스 품질(quality of service) 등을 고려할 수 있다. Link adaptation is a technique that maximizes communication performance by selecting transmission parameters to effectively correspond to a randomly changing radio channel environment. There are various channel environments depending on the channel model and existence of interference. The transmission parameters include modulation level, coding rate, transmit power, and the like. The communication performance includes data throughput, power efficiency, service quality, quality of service).

AMC(Adaptive Modulation and Coding)는 링크 적응(link adaptation) 기술의 한 종류로, 채널 상태에 따라 적절한 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)을 선택하여 전송에 사용할 수 있다. 일반적으로 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)으로 지정하여 결정 파라미터로 사용할 수 있다. 일례로, MCS는 WLAN 802.11n가 있다. Adaptive Modulation and Coding (AMC) is a kind of link adaptation technique. It can select an appropriate modulation level and coding rate according to channel conditions and use it for transmission. In general, a combination of a specific modulation level and a coding rate can be designated as one modulation and coding scheme (MCS) and used as a decision parameter. As an example, MCS has WLAN 802.11n.

표 1은 MCS Table의 예를 나타낸다. Table 1 shows an example of the MCS Table.

Figure 112015047952423-pat00001
Figure 112015047952423-pat00001

MIMO-OFDM 기반의 Block AMC에서, MIMO-OFDM 시스템의 경우에는 한 전송 신호 안에 있는 다수의 심볼(symbol)들이 존재할 수 있다. MIMO는 공간 도메인(spatial domain)에서 다수의 심볼(symbol)을 동시에 전송할 수 있으며, OFDM는 스펙트럴 도메인(spectral domain)에서 다수의 심볼(symbol)을 동시에 전송할 수 있다. In a MIMO-OFDM-based block AMC, in the case of a MIMO-OFDM system, there may be a plurality of symbols in one transmission signal. MIMO can simultaneously transmit a plurality of symbols in a spatial domain, and OFDM can simultaneously transmit a plurality of symbols in a spectral domain.

그리고, Block AMC는 알고리즘에 의해 결정된 MCS를 전송 신호 전체에 동일하게 적용할 수 있다.
The Block AMC can apply the MCS determined by the algorithm to the entire transmission signal in the same way.

도 1은 일 실시예에 따른 송수신단 간 데이터 전송 과정을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a process of transmitting and receiving data between a transmitting and a receiving end according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, MIMO-OFDM 기반 블록(Block) AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템은 송신단(110) 및 수신단(120)을 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, in a MIMO-OFDM based block AMC environment, a transmission power allocation and parameter determination system may include a transmitter 110 and a receiver 120.

송신단(110)은 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템은 채널 정보를 전달 받아, CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하고, 결정된 파라미터들을 이용하여 다음 전송 데이터를 생성할 수 있다. In the MIMO-OFDM based block AMC environment, the transmitting terminal 110 receives channel information, determines parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment, and transmits the determined parameters So that next transmission data can be generated.

또한, 송신단(110)은 수신단(120)으로부터 채널 정보를 전달 받으며, 생성된 데이터를 무선 통신을 이용하여 수신단(120)으로 송신할 수 있다. In addition, the transmitting terminal 110 receives channel information from the receiving terminal 120, and can transmit the generated data to the receiving terminal 120 using wireless communication.

송신단(110)은 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송할 수 있다. 그리고 송신단(110)은 다중 안테나 구조이며, 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행할 수 있다. The transmitting terminal 110 can transmit data in units of packets when transmitting data. The transmitter 110 may have a multiple antenna structure and may perform spatial multiplexing to increase a data rate through spatial streams using a multi-antenna structure.

그리고, 상기 알고리즘은 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)의 문턱값(threshold)을 사용하여 높은 유효한 SNR(effective Signal to Noise Ratio)를 가지는 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여, PER 제한이 반영된 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행할 수 있는 링크 적응(link adaptation)이 될 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 아래에서 설명하기로 한다. The algorithm uses a Truncated Channel Inversion (TCI) having a high effective signal to noise ratio (SNR) using a threshold of a signal-to-noise ratio (SNR) A modulation and coding scheme (MCS) that provides reflected data throughput and a link adaptation that can perform power allocation. The details of this will be described below.

송신단(110)은 특이값 분해(Singular Value Decomposition; SVD)를 통한 스트림(stream) 간 전송 전력을 분배할 수 있다. 더 구체적으로, 송신단(110)은 스트림 검출부와 전송 전력 분배부를 포함할 수 있다. 스트림 검출부는 SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출할 수 있다. 그리고, 전송 전력 분배부는 각 스트림(stream)마다 동적(dynamic)인 전송 전력을 분배할 수 있다. The transmitting terminal 110 can distribute the transmission power between streams through Singular Value Decomposition (SVD). More specifically, the transmitting end 110 may include a stream detecting unit and a transmission power dividing unit. The stream detection unit can detect independent streams in the MIMO channel through SVD (Singular Value Decomposition). The transmission power allocation unit may distribute a dynamic transmission power for each stream.

또한, 송신단(110)은 채널 정보에 따라 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)으로 지정하여, 결정된 파라미터들로 사용할 수 있다. 이러한 송신단(110)은 주어진 주파수 대역을 독립적인 복수 개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송하고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용할 수 있다. In addition, the transmitter 110 may use a combination of a modulation level and a coding rate as a modulation and coding scheme (MCS) according to the channel information, and use the selected modulation level and coding rate as determined parameters. The transmitter 110 divides a given frequency band into a plurality of independent subcarriers and simultaneously transmits a plurality of signals and applies channel coding and interleaving on a bit basis .

수신단(120)은 수신된 데이터를 통해 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 무선 통신으로 송신단(110)으로 전달할 수 있다. The receiving terminal 120 can transmit the channel information obtained by estimating the channel state through the received data to the transmitting terminal 110 through the wireless communication through the feedback.

여기서, 수신단(120)은 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송할 수 있다. 그리고 수신단(120)은 다중 안테나 구조이며, 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행할 수 있다.
Here, the receiving end 120 can transmit data in units of packets when transmitting data. The receiver 120 may have a multiple antenna structure and perform spatial multiplexing in which a data rate is increased through spatial streams using a multi-antenna structure.

이러한 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템을 이용하여, MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법을 구체적으로 설명할 수 있다. In this MIMO-OFDM based block AMC environment, transmission power allocation and parameter determination methods in a MIMO-OFDM based block AMC environment can be explained in detail using a transmission power allocation and parameter determination system.

MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법은 송신단(110)으로부터 무선 통신으로 수신된 데이터를 통해 수신단(120)에서 채널 상태를 추정하는 단계; 수신단(120)에서 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 무선 통신으로 송신단(110)으로 전달하는 단계; 송신단(110)에서 채널 정보를 이용하여 CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계; 송신단(110)에서 파라미터들을 이용하여 다음 전송 데이터를 생성하는 단계; 및 송신단(110)에서 데이터를 무선 통신을 이용하여 수신단(120)으로 송신하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. In a MIMO-OFDM based block AMC environment, a transmission power allocation and a parameter determination method include estimating a channel state in a receiving terminal 120 through data received from a transmitting terminal 110 through wireless communication; Transmitting the channel information obtained by estimating the channel state at the receiving end 120 to the transmitting end 110 through wireless communication through feedback; Determining parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment using channel information at a transmitter 110; Using the parameters at the transmitting end 110 to generate the next transmission data; And transmitting data from the transmitting end 110 to the receiving end 120 using wireless communication.

여기서, 송신단(110) 및 수신단(120)은, 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송할 수 있다. 또한 송신단(110) 및 수신단(120)은 다중 안테나 구조이며, 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행할 수 있다. Here, the transmitting terminal 110 and the receiving terminal 120 can transmit data in units of packets when transmitting data. The transmitter 110 and the receiver 120 may have a multiple antenna structure and may perform spatial multiplexing to increase a data rate through spatial streams using a multiple antenna structure .

그리고, 상기의 알고리즘은 SNR 문턱값(threshold)을 사용하여 높은 유효한 SNR(effective SNR)를 가지는 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여, PER 제한이 반영된 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행할 수 있는 링크 적응(link adaptation)이 될 수 있다. And, the above algorithm uses an SNR threshold value to select a MCS selection and a power level that provides a data throughput that reflects the PER limit, using a Truncated Channel Inversion (TCI) having a high effective SNR (effective SNR) And may be link adaptation capable of performing power allocation.

알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계는, 송신단(110)에서 SVD(Singular Value Decomposition)를 통한 스트림(stream) 간 전송 전력을 분배할 수 있다. 더 구체적으로 송신단(110)에서 SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출하고, SVD를 통해 송신단(110)에서 각 스트림(stream)마다 동적(dynamic)인 전송 전력을 분배할 수 있다. The step of determining the parameters through the algorithm may be to distribute the transmit power between streams via Singular Value Decomposition (SVD) at the transmitter 110. More specifically, the transmitting terminal 110 detects independent streams in a MIMO channel through SVD (Singular Value Decomposition), and transmits a dynamic transmission power / RTI >

이러한 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계는 송신단(110)에서 채널 정보에 따라 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)으로 지정하여, 결정된 파라미터들로 사용할 수 있다. In the step of determining parameters through the algorithm, a combination of a modulation level and a coding rate is designated as one MCS (Modulation and Coding Scheme) according to channel information in the transmitter 110, It can be used as parameters.

그리고 데이터를 무선 통신을 이용하여 수신단(120)으로 송신하는 단계는 주어진 주파수 대역을 독립적인 복수 개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송하고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용할 수 있다.
The step of transmitting data to the receiving end 120 using wireless communication includes dividing a given frequency band into a plurality of independent subcarriers, transmitting a plurality of signals at the same time, performing channel coding and interleaving, Can be applied in units of bits.

아래에서는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템 및 방법을 더 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, the transmission power allocation and parameter determination system and method in a MIMO-OFDM based block AMC environment will be described in more detail.

먼저, CSIT 환경 패킷(packet) 단위 무선 통신에서, CSIT 환경 내 링크 적응(link adaptation) 및 통신은 아래의 과정을 통해 이루어질 수 있다. First, in the CSIT environment packet-based wireless communication, link adaptation and communication in the CSIT environment can be performed through the following process.

수신단(120)에서는 수신된 데이터를 통해 채널 상태를 추정할 수 있다. 수신단(120)에서 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 송신단(110)으로 전달하고, 송신단(110)에서는 전달 받은 채널 정보를 이용하여 링크 적응(link adaptation) 수행할 수 있다. 즉, 알고리즘을 통해 결정된 파라미터들로 다음 전송 데이터 생성하고, 생성된 데이터를 수신단(120)으로 송신할 수 있다.The receiving terminal 120 can estimate the channel state through the received data. The channel information obtained from the receiving end 120 is fed back to the transmitting end 110 through the feedback, and the transmitting end 110 performs link adaptation using the received channel information. That is, it can generate next transmission data with the parameters determined through the algorithm, and transmit the generated data to the receiving end 120.

이 때 송수신단(120) 간 데이터 전송이 패킷(packet) 단위로 이루어질 수 있다.At this time, data transmission between the transmitting and receiving ends can be performed on a packet basis.

MIMO BIC-OFDM 기반 전송 시스템에서, MIMO는 Nt개의 송신 안테나와 Nr개의 수신 안테나를 가진 구조이다. 다중 안테나 구조를 이용하여 총 Ns = min(Nt, Nr)개의 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 전반적인 데이터 전송 속도(data rate)의 증가를 위한 공간 다중화(spatial multiplexing) 수행할 수 있다. In a MIMO BIC-OFDM based transmission system, MIMO is a structure having N t transmit antennas and N r receive antennas. It is possible to perform spatial multiplexing for increasing the overall data rate through a total of N s = min (N t , N r ) spatial streams using a multiple antenna structure.

BIC-OFDM(Bit-interleaved-coded OFDM)에서는, 주어진 주파수 대역을 독립적인 N개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용할 수 있다. In the bit-interleaved-coded OFDM (BIC-OFDM), a given frequency band can be divided into N independent subcarriers and multiple signals can be simultaneously transmitted. Channel coding and interleaving can be applied in units of bits.

여기서, 채널에 대해 두 가지 사항을 가정할 수 있다. Here, two assumptions can be made about the channel.

첫째는 준정적(quasi-static)에 관한 것으로, 한 패킷(packet)에 대한 전송이 완료될 때까지 채널은 변하지 않는다고 가정할 수 있다. First, it is related to quasi-static, and it can be assumed that the channel does not change until transmission for one packet is completed.

둘째는 주파수 선택(frequency-selective)에 관한 것으로, 다수의 멀티패스(multipath)로 인하여 각 부반송파(subcarrier) 마다 다른 채널 값을 가진다고 가정할 수 있다. The second is related to frequency-selective, and it can be assumed that a channel value is different for each subcarrier due to a plurality of multipaths.

특이값 분해(SVD)를 통한 스트림(stream) 간 전송 전력 분배에서, CIST 환경에서는 SVD를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출해낼 수 있다. In the inter-stream transmission power distribution through singular value decomposition (SVD), in the CIST environment, independent streams in the MIMO channel can be detected through SVD.

n번째(th) 부반송파(subcarrier) MIMO 채널에 대한 SVD를 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. The SVD for the nth (th) subcarrier MIMO channel can be expressed by the following equation.

Figure 112015047952423-pat00002
Figure 112015047952423-pat00002

여기서,

Figure 112015047952423-pat00003
는 특이값(singular value)이라 불리며, n번째 부반송파(subcarrier) MIMO 채널 내 존재하는 독립적인 스트림(stream)들의 고유 채널 값으로 볼 수 있다. here,
Figure 112015047952423-pat00003
Is called a singular value and can be regarded as a unique channel value of independent streams existing in an n-th subcarrier MIMO channel.

그리고, 송신단(110)에서의 전송 전력 분배는 SVD를 통해 계산된 Vn을 사용하여 각 스트림(stream) 마다 동적(dynamic)인 전송 전력 분배를 수행할 수 있다. The transmission power distribution in the transmission terminal 110 can perform dynamic transmission power distribution for each stream using V n calculated through SVD.

이 때, CSIT 환경이 아닐 경우에는 동적(dynamic) 전송 전력 분배가 불가능하다. At this time, dynamic transmission power distribution is impossible if the environment is not a CSIT environment.

CSIT 환경 MIMO BIC-OFDM 시스템 구조에서, 송, 수신단(110, 120) 간 데이터 전송을 아래에서 구체적으로 설명하기로 한다.
In the CSIT environment MIMO BIC-OFDM system structure, data transmission between the transmitting and receiving ends 110 and 120 will be described in detail below.

도 2는 일 실시예에 따른 CSIT 환경 MIMO BIC-OFDM 시스템 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a CSIT environment MIMO BIC-OFDM system structure according to an embodiment.

도 2를 참조하면, CSIT 환경 MIMO BIC-OFDM 시스템 구조에서, 송, 수신단 간 데이터 전송을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, in the CSIT environment MIMO BIC-OFDM system structure, data transmission between a transmitter and a receiver can be confirmed.

하나의 패킷(packet)으로 정의된 송신 비트 벡터(transmit bit vector) b는 제안 알고리즘에 의해 결정된 코딩율(coding rate) 만큼의 채널 코딩(channel coding)이 적용된 후, 인터리빙(interleaving) 과정을 거쳐 상기의 알고리즘에 의해 결정된 변조 레벨(modulation level)로 신호화된 심볼 벡터(symbol vector) s를 생성할 수 있다. A transmit bit vector b defined as one packet is subjected to channel coding as much as a coding rate determined by the proposed algorithm and then subjected to an interleaving process, To generate a signaled symbol vector s at a modulation level determined by the algorithm of FIG.

그리고, Serial-to-parallel mapper를 통해 생성된 스트림 벡터(stream vector)

Figure 112015047952423-pat00004
에 제안 알고리즘을 통해 결정된 weight matrix 와 SVD를 통해 얻은 V 매트릭스를 차례로 곱하여 전송 벡터(transmit vector)
Figure 112015047952423-pat00005
를 생성할 수 있다. Then, a stream vector generated through a serial-to-parallel mapper,
Figure 112015047952423-pat00004
The weight matrix determined by the proposed algorithm and the V matrix obtained through the SVD are sequentially multiplied to obtain a transmit vector,
Figure 112015047952423-pat00005
Lt; / RTI >

IFFT를 적용하여 생성된 전송 벡터(transmit vector)에 cyclic prefix를 더하여 수신단으로 전송하고, 채널 매트릭스 H를 통해 수신된 신호에 cyclic prefix를 제거하고, FFT를 적용하여 수신 벡터(receive vector)

Figure 112015047952423-pat00006
를 얻을 수 있다. A cyclic prefix is added to a transmit vector generated by applying IFFT to the received signal, a cyclic prefix is removed from a signal received through the channel matrix H, and a receive vector is applied by applying FFT,
Figure 112015047952423-pat00006
Can be obtained.

또한, 검출 매트릭스(Detection matrix) W를 곱하여 검출된 벡터(detected vector)에 soft-bit detection을 적용해 얻은

Figure 112015047952423-pat00007
를 하나의 벡터(vector)로 결합하고, 디인터리빙(deinterleaving)과 디코딩(decoding) 과정을 통해 수신 비트 벡터(receive bit vector)
Figure 112015047952423-pat00008
를 얻을 수 있다. In addition, by applying soft-bit detection to the detected vector by multiplying the detection matrix W,
Figure 112015047952423-pat00007
Are combined into a single vector and a received bit vector is obtained through deinterleaving and decoding.
Figure 112015047952423-pat00008
Can be obtained.

n번째 부반송파(subcarrier)의 심볼 벡터(symbol vector)와 감지된 벡터(detected vector) 사이의 연산 과정은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. The calculation process between the symbol vector of the n-th subcarrier and the detected vector can be expressed as the following equation.

Figure 112015047952423-pat00009
Figure 112015047952423-pat00009

아래에서는 TCI 기법을 이용한 제안 알고리즘의 전력 분배에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, the power allocation of the proposed algorithm using the TCI technique will be described in detail.

제안 알고리즘은 Truncated Channel Inversion(TCI) 기법을 이용한 링크 적응(link adaptation)을 통해 전력 분배를 할 수 있다. 여기서, TCI는 Channel Inversion(CI) 기법을 보완한 전력 분배(power allocation) 기법으로, 기존 기술(A. J. Goldsmith and P. P. Varaiya, “Capacity of fading channels with channel side information,” IEEE Trans. Info. Theory, vol. 43, no. 6, pp. 1986-1992, Nov. 1997.)에서 Channel Inversion(CI) 기법을 보완한 전력 분배(power allocation) 방법이다. The proposed algorithm can perform power allocation through link adaptation using Truncated Channel Inversion (TCI). Here, the TCI is a power allocation technique that complements the Channel Inversion (CI) technique. The TCI is a power allocation technique that uses the existing technology (AJ Goldsmith and PP Varaiya, "Capacity of fading channels with channel side information," IEEE Trans. 43, No. 6, pp. 1986-1992, Nov. 1997.) is a power allocation method supplementing the Channel Inversion (CI) technique.

SVD를 통해 검출된 특이값(singular value)(

Figure 112015047952423-pat00010
)들은 n번째 부반송파(subcarrier) 내 스트림(stream)들의 채널 이득(channel gain)으로 볼 수 있으며, 각 스트림(stream)에 대한 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)는 다음 식과 같이 정의될 수 있다. The singular value detected through SVD (
Figure 112015047952423-pat00010
) Can be regarded as the channel gain of streams in the nth subcarrier and the signal to noise ratio (SNR) for each stream can be defined as: have.

Figure 112015047952423-pat00011
Figure 112015047952423-pat00011

그리고, CI 기법은 스트림(stream)들 간 SNR을 비교하여 상대적으로 좋은 스트림(stream)에는 전력(power)을 덜 분배하고, 좋지 못한 스트림(stream)에는 전력(power)를 더 분배하여 모든 스트림(stream)이 균등한 유효한 SNR(effective SNR)을 가지도록 하는 방법으로 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. The CI scheme compares SNRs between streams to distribute power to a relatively good stream and distributes power to a worse stream to distribute power to all streams stream is equal to the effective SNR (effective SNR).

Figure 112015047952423-pat00012
Figure 112015047952423-pat00012

예를 들어, CI 기법은 다음과 같이 나타낼 수 있다. For example, the CI technique can be expressed as:

Figure 112015047952423-pat00013
Figure 112015047952423-pat00013

이러한 CI는 스트림(stream)에 분배되는 전력의 양이 1/SNR에 비례하여 분배 대상 스트림(stream)의 상태가 매우 나쁠 시 유효한 SNR(effective SNR) 값에서 큰 손해를 볼 수 있다. Such a CI may suffer a large loss in the effective SNR value when the amount of power distributed to the stream is in proportion to 1 / SNR and the state of the stream to be distributed is very bad.

TCI 기법은

Figure 112015047952423-pat00014
에 대한 문턱값(threshold)을 설정하여 전력 분배(power allocation)이 적용될 스트림(stream) 수를 조절할 수 있다. The TCI technique
Figure 112015047952423-pat00014
The number of streams to which power allocation is to be applied can be adjusted by setting a threshold for the power allocation.

예를 들어, TCI 기법을 다음과 같이 나타낼 수 있다. For example, the TCI technique can be expressed as:

Figure 112015047952423-pat00015
Figure 112015047952423-pat00015

따라서 TCI 기법을 이용함으로써, 유효한 SNR(effective SNR)의 약 2배 증가하게 된다. Therefore, by using the TCI technique, the effective SNR is increased about twice.

도 3은 일 실시예에 따른 유효한 SNR(effective SNR)을 나타내는 그래프이다. 3 is a graph showing the effective SNR according to an embodiment.

도 3을 참조하면, Block AMC 환경에서 TCI 기반 전송 전력 분배의 적합성을 확인할 수 있는 그래프로, SNR = 0dB, 4x4 안테나 환경에서 순간적(instantaneous)으로 주어진 채널 정보를 통해 검출된 스트림(stream)들에 대하여 다른 전력 분배 기법들을 적용한 후, 마지막 스트림(stream)의 부반송파(subcarrier) 별 유효한 SNR(effective SNR)과 평균 값을 계산할 수 있다. Referring to FIG. 3, a graph illustrating the suitability of a TCI-based transmission power distribution in a block AMC environment is shown. The SNR = 0 dB, the streams detected through channel information given instantaneously in a 4x4 antenna environment (Effective SNR) and average value for each subcarrier of the last stream after applying the other power allocation techniques.

여기서, 점선은 부반송파(subcarrier) 별 유효한 SNR(effective SNR), 실선은 평균을 표시할 수 있다. Here, the dotted line indicates an effective SNR (effective SNR) per subcarrier, and the solid line indicates an average.

이에 따라, 동등하게 전력을 분배한 경우가 가장 낮은 유효한 SNR(effective SNR)을 가지며, SNR 문턱값(threshold)을 사용한 TCI 기법이 가장 높은 유효한 SNR(effective SNR)을 가질 수 있다.
Thus, equal power distribution has the lowest effective SNR, and the TCI scheme using the SNR threshold can have the highest effective SNR (effective SNR).

표 2는 SNR별 다른 전력 분배 기법에 따른 유효한 SNR(effective SNR)을 나타낸다. Table 2 shows the effective SNR (SNR) according to different power distribution schemes per SNR.

Figure 112015047952423-pat00016
Figure 112015047952423-pat00016

도 4는 일 실시예에 따른 전력 분배 기법들에 대한 PER을 나타내는 그래프이다. 4 is a graph illustrating PER for power distribution schemes in accordance with one embodiment.

도 4를 참조하면, 4x4 MIMO BIC-OFDM 환경에서 channel inversion, 워터 필링(Water-filling)(A. J. Goldsmith and P. P. Varaiya, "Capacity of fading channels with channel side information," IEEE Trans. Info. Theory, vol. 43, no. 6, pp. 1986-1992, Nov. 1997.), 그리고 동등 전력 분배(equal power allocation)를 사용하여 MCS 0, 4, 7에 대하여 SNR별로 측정한 PER을 그래프로 표시할 수 있다. Referring to FIG. 4, channel inversion, water filling (AJ Goldsmith and PP Varaiya, "Capacity of fading channels with channel side information," IEEE Trans. Info. Theory, vol. 43, No. 6, pp. 1986-1992, Nov. 1997.) and equal power allocation can be used to graph the PER measured by SNR for MCS 0, 4, and 7 .

따라서, CI를 사용하였을 때 PER 성능이 가장 좋으며, 상대적으로 높아진 마지막 스트림(stream)의 유효한 SNR(effective SNR)을 원인으로 볼 수 있다. Therefore, PER performance is best when CI is used, and can be attributed to the effective SNR of the last stream which is relatively high.

워터 필링(Water-filling)은 수용력(capacity) 관점에서 최적화된 전력 분배 솔루션이지만, Block AMC와 같이 전송 심볼(symbol) 전체에 같은 변조(modulation)와 코딩율(coding rate)을 적용하는 환경에서는 오히려 낮은 PER 성능을 보여준다.
Water-filling is an optimized power distribution solution in terms of capacity, but in an environment where the same modulation and coding rates are applied to all transmission symbols, such as Block AMC, Low PER performance.

오류율(Error rate) 제한을 반영한 TCI 전송 전력 분배 및 최적의 MCS 선택할 수 있다. 이 때, PER 조건을 만족하면서 가장 높은 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행할 수 있다. The TCI transmit power distribution and the optimal MCS can be selected to reflect the error rate limitation. At this time, it is possible to perform MCS selection and power allocation that satisfy the PER condition and provide the highest data throughput.

먼저, MCS 선택 문제를 다음 식과 같이 설정할 수 있다. First, the MCS selection problem can be set as follows.

Figure 112015047952423-pat00017
Figure 112015047952423-pat00017

여기서, 각 부반송파(subcarrier)별 사용되는 스트림(stream) 수를 모두 더하여 데이터 전송 속도(data rate)과 곱하였을 때 가장 높은 값을 주는 MCS를 선택할 수 있다. 또한, Block AMC 환경이기 때문에 사용되는 부반송파(subcarrier) 수만 계산하는 것도 가능하다. Here, the number of streams used for each subcarrier may be summed to select the MCS that gives the highest value when multiplied by the data rate. Also, since it is a block AMC environment, it is also possible to calculate only the number of subcarriers to be used.

그리고, TCI 기법을 응용한 부반송파(subcarrier)별 사용 스트림(stream) 수 결정 문제를 설정할 수 있다. Then, it is possible to set the number of used streams per subcarrier applying the TCI technique.

PER 제한을 효과적으로 반영하기 위해

Figure 112015047952423-pat00018
대신
Figure 112015047952423-pat00019
을 스트림(stream) 사용 여부를 결정 기준으로 사용할 수 있다. To effectively reflect the PER limit
Figure 112015047952423-pat00018
instead
Figure 112015047952423-pat00019
Can be used as a criterion for determining whether to use a stream.

Figure 112015047952423-pat00020
Figure 112015047952423-pat00020

특정 MCS를 사용할 때, PER 제한 조건을 반영한 SNR 문턱값(threshold)보다 높은 유효한 SNR(effective SNR)을 주는 최대 스트림(stream) 수를 선택할 수 있다. When using a particular MCS, it is possible to select the maximum number of streams giving an effective SNR that is higher than the SNR threshold reflecting the PER constraint.

그리고, MCS 별로 PER 조건을 만족하기 위해 요구되는 SNR 문턱값(threshold)을 룩업테이블(look-up table)로 설정(

Figure 112015047952423-pat00021
)할 수 있다. 더 구체적으로, 전송이 이루어지는 동안에는 부채널(sub-channel)들이 독립적이고 일정한(constant) 채널 값을 가지고 있으므로, 각 채널들을 다양한 SNR을 가진 부가 백색 가우스 잡음(additive white Gaussian noise; AWGN) 채널로 볼 수 있다. Then, the SNR threshold value required to satisfy the PER condition for each MCS is set as a look-up table (
Figure 112015047952423-pat00021
)can do. More specifically, since sub-channels have independent and constant channel values during transmission, each channel may be viewed as an additive white Gaussian noise (AWGN) channel with varying SNRs. .

도 5는 일 실시예에 따른 AWGN 채널에서의 BIC-OFDM PER를 나타내는 그래프이다. 5 is a graph illustrating BIC-OFDM PER in an AWGN channel according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 예를 들어 AWGN 채널을 가진 BIC-OFDM 시스템에서의 MCS별 PER을 측정한 그래프로, 이 그래프를 룩업테이블(look-up table)로 사용하여 PER 조건에 해당하는 SNR 문턱값(threshold)을 MCS 별로 찾을 수 있다. Referring to FIG. 5, for example, a graph of a PER of an MCS in a BIC-OFDM system having an AWGN channel is used as a look-up table. The SNR threshold value corresponding to the PER condition (threshold) can be found by MCS.

상기의 그래프를 통해 PER = 10%를 만족하는 MCS 별 SNR 문턱값(threshold)은 다음과 같이 나타낼 수 있다. Through the above graph, the SNR threshold value per MCS satisfying PER = 10% can be expressed as follows.

표 3은 PER = 10%을 위한 MCS별 SNR 문턱값(threshold)을 나타낸다. Table 3 shows the SNR threshold per MCS for PER = 10%.

Figure 112015047952423-pat00022
Figure 112015047952423-pat00022

TCI의 P값을 사용하여 전력 분배 매트릭스(power allocation matrix) 다음 식과 같이 구성할 수 있다. The power allocation matrix can be constructed as follows using the P value of TCI.

Figure 112015047952423-pat00023
Figure 112015047952423-pat00023

특정 MCS를 사용할 경우, 부반송파(subcarrier) 별로 최적의 스트림(stream) 수를 사용하여 전력 분배 매트릭스(power allocation matrix)를 구성할 수 있다. When a specific MCS is used, a power allocation matrix can be configured by using an optimal number of streams for each subcarrier.

그리고 최적의 MCS로

Figure 112015047952423-pat00024
이 선택되면,
Figure 112015047952423-pat00025
로 설정할 수 있다. And with the optimal MCS
Figure 112015047952423-pat00024
Is selected,
Figure 112015047952423-pat00025
.

따라서, 주어진 채널 정보로 알고리즘의 목표를 달성할 수 있는 최적의 MCS

Figure 112015047952423-pat00026
와 전력 분배 매트릭스(power allocation matrix)
Figure 112015047952423-pat00027
를 찾아 전송에 사용할 수 있다.
Therefore, an optimal MCS capable of achieving an algorithm target with given channel information
Figure 112015047952423-pat00026
And a power allocation matrix
Figure 112015047952423-pat00027
And can be used for transmission.

아래에서는 제안 알고리즘의 성능을 확인하기 위해 시뮬레이션 진행 결과를 구체적으로 살펴보기로 한다. In order to verify the performance of the proposed algorithm, the simulation results will be described in detail below.

시뮬레이션 파라미터(802.11n specification 기반)를 다음과 같이 나타낼 수 있다. The simulation parameters (based on the 802.11n specification) can be expressed as:

Figure 112015047952423-pat00028
Figure 112015047952423-pat00028

선택 가능 파라미터로, 표 1의 MCS들을 사용하고, 표 3을 룩업테이블(look-up table)로 사용할 수 있다. As selectable parameters, MCSs in Table 1 can be used and Table 3 can be used as a look-up table.

위에서 설명한 제안 알고리즘은 Truncated channel inversion(TCI) 기반 AMC인 링크 적응(link adaptation) 알고리즘으로, 상기 제안 알고리즘과 아래의 기존 알고리즘을 분석 및 비교할 수 있다. The proposed algorithm is a link adaptation algorithm based on Truncated Channel inversion (AMC) based on Truncated Channel Inversion (TCI), and can analyze and compare the proposed algorithm and the following existing algorithms.

GLC(Generalized Levin-Campello) 알고리즘(J. Cho, C. K. Sung, S. Moon, I. Lee, "Enchanced bit-loading techniques for adaptive MIMO bit-interleaved coded OFDM systems," IEEE VTC-2006 Fall, pp. 1-5, Sep. 2006.)은 제한된 전송 전력 안에서 최적의 bit-loading을 수행하는 LC(Levin-Campello) 알고리즘을 기반하여 제안된 링크 적응(link adaptation) 알고리즘이다. 이는, 제안 알고리즘과 동일한 CSIT 환경 MIMO BIC-OFDM 시스템에서 동작하며 부반송파(subcarrier) 및 스트림(stream)별 다른 bit-loading 가능하다. IEEE VTC-2006 Fall, pp. 1 ", IEEE Trans. Lett., Vol. 10, pp. -5, Sep. 2006.) is a link adaptation algorithm based on the LC (Levin-Campello) algorithm that performs optimal bit-loading within limited transmission power. It operates in the same CSIT environment MIMO BIC-OFDM system as the proposed algorithm, and can be bit-loaded by subcarriers and streams.

AMCS(Adaptive Modulation, Coding, and Spatial mode) 알고리즘(C. Shin, H. Kim, K. J. Kim, and H. Park, "High-throughput low-complexity link adaptation for MIMO BIC-OFDM systems," IEEE Trans. Commun., vol. 59, pp. 1078-1088, Apr. 2011.)은 MIMO BIC-OFDM 환경에서 Block AMC 및 안테나 선택(antenna selection)을 통해 링크 적응(link adaptation)을 수행하는 알고리즘이다. 제안 알고리즘과 동일하게 Block AMC를 적용하지만 on-off 개념의 전력 분배를 수행할 수 있다. (High-throughput low-complexity link adaptation for MIMO BIC-OFDM systems, "IEEE Trans. Commun. Commun. , vol. 59, pp. 1078-1088, Apr. 2011.) is an algorithm that performs link adaptation through block AMC and antenna selection in a MIMO BIC-OFDM environment. Block AMC is applied in the same way as the proposed algorithm, but the on-off power distribution can be performed.

도 6은 일 실시예에 따른 링크 적응(link adaptation) 알고리즘의 PER을 나타내는 그래프이다. 6 is a graph illustrating PER of a link adaptation algorithm according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 양측의 회색 점선들은 1 스트림(stream) & MCS 0 조합과 4 스트림(stream) & MCS 7 조합의 PER을 측정한 그래프로서, 링크 적응(link adaptation) 성능의 바운드(bound)를 설정할 수 있다. Referring to FIG. 6, the gray dotted lines on both sides are a graph of a PER of a combination of 1 stream and MCS 0 and 4 streams and MCS 7 combination, and the bound adaptation of link adaptation performance, Can be set.

세 개의 알고리즘 모두 0 dB를 제외하고 PER 제한 10%를 만족하며, SNR이 높아질수록 PER 성능이 좋아지는 것을 확인할 수 있다. All of the three algorithms satisfy the PER limit of 10% except for 0 dB. As the SNR increases, PER performance improves.

또한, GLC 알고리즘 기반 링크 적응(link adaptation)의 PER 성능이 가장 좋으며, Block AMC 환경의 두 알고리즘 중에서는 제안 알고리즘의 PER 성능이 더 좋은 것을 확인할 수 있다.
Also, PER performance of link adaptation based on GLC algorithm is the best, and PER performance of proposed algorithm is better than that of Block AMC environment.

도 7은 일 실시예에 따른 링크 적응(link adaptation) 알고리즘의 유효처리율(goodput)를 나타내는 그래프이다. FIG. 7 is a graph illustrating the goodput of a link adaptation algorithm according to one embodiment.

다음 식을 통해 유효처리율(goodput)을 계산할 수 있다. The following equation can be used to calculate goodput.

Figure 112015047952423-pat00029
Figure 112015047952423-pat00029

도 7을 참조하면, 모든 스트림(stream) & 부반송파(subcarrier)에 독립적인 AMC가 가능한 GLC 알고리즘을 통한 링크 적응(link adaptation)이 가장 높은 유효처리율(goodput) 성능을 제공하고, Block AMC를 기반하는 AMCS 링크 적응(link adaptation)의 성능이 가장 낮은 유효처리율(goodput) 성능을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 7, a link adaptation through a GLC algorithm capable of independent AMC for all streams and subcarriers provides the highest goodput performance, and a block AMC-based The performance of the AMCS link adaptation can provide the lowest effective goodput performance.

제안 알고리즘은 AMCS와 같이 Block AMC를 기반하지만, 링크 적응(link adaptation) 환경에 맞는 전력 분배를 해줌으로써 상승된 유효처리율(goodput) 성능을 얻을 수 있다. The proposed algorithm, like AMCS, is based on Block AMC, but it achieves increased goodput performance by distributing power according to the link adaptation environment.

높은 SNR을 다가갈수록 full 스트림(stream)과 가장 높은 MCS를 사용하게 되므로 모든 알고리즘의 성능은 수렴하는 것을 확인할 수 있다. As the higher SNR approaches the full stream and the highest MCS, the performance of all algorithms converge.

이상과 같이, 실시예들에 따르면 Block AMC 환경에서 효율적인 전력 분배 기법 및 MCS 선택 알고리즘을 제안할 수 있다. Block AMC 환경에 적합한 전송 전력 분배 기법으로 TCI을 사용하며, PER 제한이 반영된 SNR 문턱값(threshold)을 TCI 기법 내 문턱값(threshold)으로 설정하고, 종합적인 계산을 통해 최적의 MCS 선택함으로써, 제안된 알고리즘을 통해 유효처리율(goodput)과 PER 측면에서 성능이 향상될 수 있다.
As described above, according to the embodiments, it is possible to propose an efficient power distribution scheme and an MCS selection algorithm in a block AMC environment. Block AMC is a transmission power allocation scheme suitable for TCI, and SNR threshold that reflects PER limit is set as a threshold in TCI technique and optimal MCS selection is performed through comprehensive calculation. The performance can be improved in terms of goodput and PER.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, controller, arithmetic logic unit (ALU), digital signal processor, microcomputer, field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing apparatus may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (14)

송신단으로부터 무선 통신으로 수신된 데이터를 통해 수신단에서 채널 상태를 추정하는 단계;
상기 수신단에서 상기 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 상기 무선 통신을 이용하여 상기 송신단으로 전달하는 단계;
상기 송신단에서 상기 채널 정보를 이용하여 상기 송신단 및 상기 수신단에서 채널 정보를 알고 있는 CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계;
상기 송신단에서 결정된 상기 파라미터들을 전송 신호에 동일하게 적용하여 다음 전송 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 송신단에서 상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신하는 단계
를 포함하고,
상기 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하는 단계는,
상기 송신단에서 SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출하는 단계; 및
상기 SVD를 통해 상기 송신단에서 각 상기 스트림(stream)마다 동적(dynamic)인 전송 전력을 분배하는 단계를 포함하며,
상기 알고리즘은,
상기 채널 상태에 따라 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)을 선택하여 전송에 사용하고, 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)로 지정하여 상기 파라미터로 결정하며, TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여 블록 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 환경에서의 링크 적응(link adaptation)을 통해 전송 전력을 분배하고,
상기 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여 전송 전력을 분배하는 것은,
유효한 SNR(effective Signal to Noise Ratio, effective SNR)을 증가시키기 위해 SNR(Signal to Noise Ratio)에 문턱값(threshold)을 설정하여 전력 분배(power allocation)에 적용되는 상기 스트림(stream)의 수를 조절하고 전력 분배하는 것을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법.
Estimating a channel state at a receiver through data received from a transmitter through wireless communication;
Transmitting the channel information obtained by estimating the channel state at the receiving end to the transmitting end via the wireless communication through feedback;
Determining parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment in which the transmitter and the receiver know the channel information using the channel information;
Generating the next transmission data by equally applying the parameters determined in the transmitting terminal to the transmission signal; And
Transmitting the data from the transmitting end to the receiving end using the wireless communication;
Lt; / RTI >
Wherein determining parameters via the algorithm comprises:
Detecting independent streams in a MIMO channel through a Singular Value Decomposition (SVD) at the transmitting end; And
And distributing dynamic transmission power for each of the streams at the transmitting end via the SVD,
The algorithm comprises:
A modulation level and a coding rate are selected according to the channel state and used for transmission and a combination of a modulation level and a coding rate is converted into a modulation and coding Scheme) and determines the parameter as the parameter. The transmission power is distributed through link adaptation in a block AMC (Adaptive Modulation and Coding) environment using Truncated Channel Inversion (TCI)
The distribution of the transmission power using the TCI (Truncated Channel Inversion)
In order to increase the effective SNR, a threshold value is set in SNR (Signal to Noise Ratio) to control the number of streams applied to power allocation. And allocating power to the MIMO-OFDM based block AMC environment.
제1항에 있어서,
상기 송신단 및 상기 수신단은,
상기 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송하는 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법.
The method according to claim 1,
The transmitting end and the receiving end,
Transmitting in the form of a packet when transmitting the data
A method for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM-based block AMC environment.
제1항에 있어서,
상기 송신단 및 상기 수신단은,
다중 안테나 구조이며, 상기 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행하는 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법.
The method according to claim 1,
The transmitting end and the receiving end,
A multi-antenna structure is used to perform spatial multiplexing that increases the data rate through spatial streams using the multi-antenna structure
A method for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM-based block AMC environment.
제1항에 있어서,
상기 알고리즘은,
SNR(Signal to Noise Ratio) 문턱값(threshold)을 사용하여 높은 유효한 SNR(effective SNR)를 가지는 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여, PER 제한이 반영된 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행하는 링크 적응(link adaptation)인 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법.
The method according to claim 1,
The algorithm comprises:
(MCS) that provides a data throughput that reflects the PER limitation using a Truncated Channel Inversion (TCI) with a high effective SNR (effective SNR) using a SNR (Signal to Noise Ratio) threshold. Coding Scheme and link adaptation to perform power allocation.
A method for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM-based block AMC environment.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신하는 단계는,
주어진 주파수 대역을 독립적인 복수 개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송하고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용하는 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting the data to the receiving end using the wireless communication comprises:
A frequency band is divided into a plurality of independent subcarriers and a plurality of signals are simultaneously transmitted and channel coding and interleaving are applied in units of bits
A method for determining transmission power allocation and parameters in a MIMO-OFDM-based block AMC environment.
채널 정보를 전달 받아, CSIT(Channel State Information at the Transmitter) 환경 내에서 알고리즘을 통해 파라미터들을 결정하고, 결정된 상기 파라미터들을 전송 신호에 동일하게 적용하여 다음 전송 데이터를 생성하는 송신단; 및
수신된 데이터를 통해 채널 상태를 추정하여 얻은 채널 정보를 피드백을 통해 무선 통신을 이용하여 상기 송신단으로 전달하는 수신단
을 포함하고,
상기 송신단은,
SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 MIMO 채널 내 독립적인 스트림(stream)들을 검출하는 스트림 검출부; 및
각 상기 스트림(stream)마다 동적(dynamic)인 전송 전력을 분배하는 전송 전력분배부를 포함하고,
상기 수신단으로부터 상기 채널 정보를 전달 받으며, 생성된 상기 데이터를 상기 무선 통신을 이용하여 상기 수신단으로 송신하고,
상기 알고리즘은,
상기 채널 상태에 따라 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)을 선택하여 전송에 사용하고, 특정 변조 레벨(modulation level)과 코딩율(coding rate)의 조합을 하나의 MCS(Modulation and Coding Scheme)로 지정하여 상기 파라미터로 결정하며, TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여 블록 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 환경에서 링크 적응(link adaptation)을 통해 전송 전력을 분배하고,
상기 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여 전송 전력을 분배하는 것은,
유효한 SNR(effective Signal to Noise Ratio, effective SNR)을 증가시키기 위해 SNR(Signal to Noise Ratio)에 문턱값(threshold)을 설정하여 전력 분배(power allocation)에 적용되는 상기 스트림(stream)의 수를 조절하고 전력 분배하는 것을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템.
A transmitter for receiving channel information, determining parameters through an algorithm in a CSIT (Channel State Information at the Transmitter) environment, and applying the determined parameters to a transmission signal to generate next transmission data; And
A receiver for transmitting channel information obtained by estimating the channel state through the received data to the transmitter using wireless communication through feedback;
/ RTI >
The transmitting end transmits,
A stream detector for detecting independent streams in a MIMO channel through SVD (Singular Value Decomposition); And
And a transmission power distribution unit for distributing dynamic transmission power for each of the streams,
Receiving the channel information from the receiving terminal, transmitting the generated data to the receiving terminal using the wireless communication,
The algorithm comprises:
A modulation level and a coding rate are selected according to the channel state and used for transmission and a combination of a modulation level and a coding rate is converted into a modulation and coding Scheme) and determines the parameter as the parameter. The transmission power is distributed through link adaptation in a block AMC (Adaptive Modulation and Coding) environment using Truncated Channel Inversion (TCI)
The distribution of the transmission power using the TCI (Truncated Channel Inversion)
In order to increase the effective SNR, a threshold value is set in SNR (Signal to Noise Ratio) to control the number of streams applied to power allocation. And a power allocation and power allocation in a MIMO-OFDM based block AMC environment.
제8항에 있어서,
상기 송신단 및 상기 수신단은,
상기 데이터의 전송 시 패킷(packet) 단위로 전송하는 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템.
9. The method of claim 8,
The transmitting end and the receiving end,
Transmitting in the form of a packet when transmitting the data
A transmission power allocation and parameter determination system in a MIMO-OFDM based block AMC environment.
제8항에 있어서,
상기 송신단 및 상기 수신단은,
다중 안테나 구조이며, 상기 다중 안테나 구조를 이용하여 공간 스트림(spatial stream)들을 통해 데이터 전송 속도(data rate) 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 수행하는 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템.
9. The method of claim 8,
The transmitting end and the receiving end,
A multi-antenna structure is used to perform spatial multiplexing that increases the data rate through spatial streams using the multi-antenna structure
A transmission power allocation and parameter determination system in a MIMO-OFDM based block AMC environment.
제8항에 있어서,
상기 알고리즘은,
SNR(Signal to Noise Ratio) 문턱값(threshold)을 사용하여 높은 유효한 SNR(effective SNR)를 가지는 TCI(Truncated Channel Inversion)를 이용하여, PER 제한이 반영된 데이터 처리율(throughput)을 제공하는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 선택 및 전력 분배(power allocation)를 수행하는 링크 적응(link adaptation)인 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템.
9. The method of claim 8,
The algorithm comprises:
(MCS) that provides a data throughput that reflects the PER limitation using a Truncated Channel Inversion (TCI) with a high effective SNR (effective SNR) using a SNR (Signal to Noise Ratio) threshold. Coding Scheme and link adaptation to perform power allocation.
A transmission power allocation and parameter determination system in a MIMO-OFDM based block AMC environment.
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 송신단은,
주어진 주파수 대역을 독립적인 복수 개의 부반송파(subcarrier)로 나누어 동시에 여러 개의 신호를 전송하고, 채널 코딩(Channel coding)과 인터리빙(interleaving)을 비트(bit) 단위에서 적용하는 것
을 특징으로 하는 MIMO-OFDM 기반 블록 AMC 환경에서 전송 전력 분배 및 파라미터 결정 시스템.
9. The method of claim 8,
The transmitting end transmits,
A frequency band is divided into a plurality of independent subcarriers and a plurality of signals are simultaneously transmitted and channel coding and interleaving are applied in units of bits
A transmission power allocation and parameter determination system in a MIMO-OFDM based block AMC environment.
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